راه حل های نوین جنرال موتورز برای کاهش وزن محصولات خود

جنرال موتورز که یکی از بزرگ‌ترین تولید‌کنندگان خودرو در جهان است، سرمایه‌گذاری گسترده‌ای برای استفاده از روش‌های نوین جهت کاهش وزن خودرو‌های خود کرده است. با زومیت همراه باشید تا با جدید‌ترین راه‌حل‌های کاهش وزن محصولات در صنعت خودرو آشنا شوید.

اگر از شما بپرسند لیستی از شرکت‌هایی که خودروهایی با وزن کم تولید می‌کنند را لیست کنید، مطمئناً ابتدا اسم‌هایی همانند فراری، مک‌لارن و پورشه را خواهید نوشت. هر نامی را که ببرید، مطمئناً جنرال موتورز در انتهای لیست شما قرار می‌گیرد. اما با توجه به قوانین و محدودیت‌های مربوط به حفظ محیط زیست، هر خودروسازی تلاش می‌کند تا سیاست‌های کاهش مصرف سوخت را با روش‌هایی از جمله کاهش وزن خودرو‌های خود پیش بگیرد. در همین راستا جنرال‌موتورز نیز قصد دارد برای کاهش وزن خودروهای خود، به‌خصوص خودروهای ارزان‌قیمت که برای عموم مردم طراحی شده‌اند، اقداماتی را انجام دهد.

جنرال موتور

چارلی کلین، مدیر اجرایی بخش‌های سیاست‌گذاری آلایندگی‌ها، انرژی، وزن و آیرودینامیک در جنرال موتورز در مورد برنامه‌ها‌ی پیش‌رو جنرال‌ موتورز صحبت‌هایی داشته است. با توجه به آمار ارائه شده توسط این شرکت، هفت مدل از خودرو‌های تولیدی آن در سال آینده به طور میانگین حدود ۱۶۰ کیلوگرم نسب به مدل پیشین سبک‌تر خواهند بود. بنا به ادعای GM، خودرو کادیلاک XT5، حدود ۳۰۰ کیلوگرم نسبت به همتای آلمانی خود، مرسدس کلاس GLE، سبک‌تر است.

علاوه بر این اعداد و ارقام، چارلی کلین توضیحی نیز درباره استراتژی‌های کاهش وزن در خودرو‌های جنرال‌موتورز بیان کرده است. فناوری‌هایی که بعضا در مرحله آزمایش هستند تا در آینده از آن‌ها به عنوان یک نوآوری استفاده شود.

نزدیک به ۷ سال پیش، مهندسین ارشد جنرال‌موتورز به این نتیجه رسیدند که کاهش وزن محصولات نه تنها برای کاهش مصرف سوخت، بلکه برای رقابت در بازارهای جهانی با رقبای این خودروها نیز امری ضروری است. هنگامی که این تصمیم در قسمت تحقیقات بیان شد، چارلی و تیمش کاهش وزن خودرو را در اولویت یکسان با تحقیقات بر روی جدیدترین فناوری‌های انتقال قدرت، بهبود آیرودینامیک خودرو و در کل، هر گونه تحقیقات مربوط به بهینه‌سازی قرار دادند.

باید در نظر داشت که کاهش وزن تنها محدود به تبدیل جنس قطعات فلزی به آلومینیوم یا فیبر‌کربن نیست. چرا که در عمل عواملی همانند صرفه اقتصادی، فضای داخل کابین و انتقال صدا و لرزش های خارج خودرو باعث می‌شوند که کار مهندسین برای کاهش وزن پیچیده گردد. حال جنگی را که میان قطعات و مهندسین برای تولید خودرو با بهترین کاربری و کمترین وزن وجود دارد را بهتر درک خواهید کرد. درواقع هر یک گرم که در یکی از قطعات استفاده شده اهمیت خود را پیدا می‌کند.

بهترین‌ مهندسین، تجهیزات و طراحی‌ها در جنرال‌موتورز موجود هستند. یکی از کاربردی‌ترین تجهیزات این شرکت، سیستم‌های مهندسی با کمک کامپیوتر است. این سیستم که کمک بسیاری به این شرکت می‌کند، قبل از شروع طرح ریزی اولیه، ۱۰۰۱ ایده را به تکامل رسانده و بهترین‌ها را انتخاب می‌کند. این سیستم در بهینه‌سازی مکان‌های قرارگیری وزن، مقاومت ساختار، کارایی در تصادف‌ها، آیرودینامیک بدنه و وزن خالص خودرو کمک می‌کند. تیم ۱۴۰ نفره مهندسین بخش شبیه‌سازی شرکت، معادل با ۱۹ میلیون ساعت از توانایی این فناوری استفاده کردند تا وزن خودروهای شورلت کامارو و مالیبو را کاهش دهند. همچنین برای افزایش توانایی رقابت کادیلاک CT6 با همتایان آلمانی خود همانند آئودی A6، بی‌ام‌و سری ۵‌ و کلاس E مرسدس بنز، ۵۰ میلیون ساعت از توانایی محاسباتی این فناوری در طراحی این خودرو به کار رفت.

جنرال موتورز

قسمت زیادی از کاهش وزن در خودروهای این شرکت نتیجه‌ی توجه به جزئیات است. برای مثال در کادیلاک  ATS بسیاری از پنل‌ها به طور جداگانه پانچ شده‌اند و لبه‌های اتصالات به دقت تراشیده شده‌اند تا کمترین میزان فلز استفاده شود. مالیبو جدید نسبت به مدل قبلی آن بزرگ‌تر و از لحاظ ساختمان بدنه محکم‌تر است. اما به دلیل به کارگیری استیل مقاوم در بدنه آن، صدها کیلوگرم سبک‌تر است. برای ساخت این بدنه، فولادهایی با هفت درجه مختلف سختی برای هر نقطه انتخاب شده‌اند تا قسمت‌های مختلف بدنه، میزان مناسبی از مقاومت را دارا باشد. 

جنرال موتورز

کادیلاک CT6، ترکیب بزرگی از آلومینیوم، استیل، منیزیم و پلاستیک وهفت ماده‌ی دیگر است. قسمت‌های جلویی خودرو که باید ضربه را جذب کنند از آلومینیوم ساخته شده‌ است. قسمت‌های اصلی همانند لولای به کاررفته در ستون جلویی خودرو توسط ‌ریخته‌گری اتصال یافته‌اند تا از به کارگیری قطعات بیشتر جلوگیری شود. ورقه‌های آلومینیومی، سقف، گلگیرها و درب‌ها را تشکیل داده‌اند. قفسه‌ای که برای امنیت سرنشینان وجود دارند نیز از فلزهایی با درجه سختی متفاوت تشکیل شده است. جنرال‌موتورز برای مونتاژ یک خودرو کامل از قسمت‌های اصلی آن، از روش‌های مختلف اتصال استفاده کرده است که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد؛ ۲۷۴ متر چسب برای اتصال استخوان‌بندی، ۹۱ متر جوش قوسی آلومینیوم، ۲۱ متر جوش لیزر آلومینیوم، ۶ متر لحیم‌کاری فلز، ۱۶۲۴ نقطه جوش فلز، ۱۴۶۹ جوش نقطه‌ای آلومینیوم، ۷۴۵ پیچ و ۳۳۳ پرچ برای اتصال.

سال‌ها است که آئودی، جگوار و شرکت‌های دیگر بدنه‌های خودرو را از جنس آلومینیوم ساخته‌اند، اما جنرال‌موتورز برای سبک‌کردن، محکم‌کردن و همچنین کاهش قیمت CT6 یک قدم فراتر رفته است.  یکی از روش‌های اصلی که این شرکت برای کاهش وزن مدنظر دارد، عدم استفاده از پرج برای اتصال قطعات است. چرا که پرچ‌ها به تنهایی وزن قابل توجهی را به خود اختصاص می‌دهند و همچنین هزینه اتصال را بالا می‌برند. در عوض برای اتصال قطعات آلومینیوم از جوش‌های نقطه‌ای بهره برده است. جنرال‌موتورز برای بهینه کردن جوش‌ها، دستگاه‌های جوش جدیدی را طراحی کرده است و میزان ولتاژ و جریان مصرفی را تغییر داده است. پس از اتمام تحقیقات، ۹ کارخانه‌ از نتایج این تحقیقات برای ساخت درب‌ها، صندوق عقب و قطعات مختلف بدنه برای تولید قطعات جدید به کار گرفته‌اند.

جنرال موتورز

قدم بعدی برای رسیدن به وزن ایده‌آل، اتصال فلز و آلومینیوم به وسیله جوش نقطه‌ای است. یکی از موانع این کار این است که آلومینیوم در دمای ۶۴۸ درجه ذوب می‌شود، در حالی که فلز در ۱۵۳۷ درجه  به دمای ذوب می‌رسد. علاوه بر این، مشکل دیگر تولید لایه‌ی اکسید بر روی آلومینیوم است که در این دما تولید شده و فرایند جوش را مختل می‌کند. با استفاده از شبیه‌سازی پیشرفته، این شرکت بهترین پارامترها را برای بهترین جوشکاری پیدا می‌کند. بعد از اتمام آزمایش‌های مربوطه، از این تکنیک برای اتصال دو قطعه آلومینیوم در پشت صندلی‌های این خودرو استفاده می‌شود. علاوه بر این، کاربرد دیگر این تکنولوژی در متصل کردن پنل کاپوت به بدنه‌ی اصلی است.

فناوری دیگری که در مقابله با مشکلات جوشکاری به کمک جنرال‌موتورز می‌آید، جوشکاری لیزری است. استفاده از فناوری‌های معمول منجر به کاهش کیفیت جوش می‌شود. فناوری پتنت شده جنرال‌موتورز با استفاده از اشعه‌ی لیزر دوگانه، فلز را در نقطه‌ی جوش ذوب کرده و به فرآیند جوش کمک می‌کند. مشکل دیگری که وجود دارد این است که روزنه‌ی صفحه جوشکاری توسط انرژی بالایی که از نقطه جوش ساطع می‌شود، آسیب میبیند. راه حل جنرال‌موتورز برای این مشکل، طراحی صفحه‌هایی به شکل  V برای استفاده در محل جوشکاری است که انرژی را منعکس می‌کند تا آسیبی به دستگاه‌ها وارد نشود.

جنرال موتورز

یکی از فلز‌هایی که در ساخت بدنه خودرو استفاده می‌شود، منیزیم است. این فلز که یک سوم آلومینیوم وزن دارد، توسط چند شرکت دیگر برای ساخت قسمت‌های داخلی درب‌ها استفاده می‌شود. بنا به گفته چارلی کلین، یک بخش فلزی خودرو که از هفت قطعه تشکیل شده است، اگر از یک قطعه منیزیم قالب ریزی شده ساخته گردد وزن آن به نصف می‌رسد. علاوه بر آن، ورقه‌های منیزیم در ساخت پنل‌های سقف و دیگر قسمت‌های مشابه استفاده می‌شوند. سه سال پیش، این شرکت ساخت صندوق عقب کادیلاک  SLS را در چین آغاز کرد که از یک لایه درونی منیزیم و یک لایه خارجی آلومینیوم تشکیل شده بود. رساندن منیزیم به دمای ۴۵۰ درجه سانتیگراد آن را به اندازه‌ای نرم می‌کند که می‌توان آن را با کمک فشار هوا به شکل یک ستون درآید. چند صد خودرو با این روش تولید شده‌اند که هر کدام قدمی در راستای بهبود این روش برداشته‌اند.

مهندسان جنرال‌موتورز اعلام کرده‌اند که زمانی خواهد رسید که آن‌ها اطلاعات و تجربه لازم برای استفاده از چرخ‌های کربن کامپوزیت را داشته باشند و در نتیجه از آن به عنوان یک ویژگی معمول در خودروهای خود استفاده کنند. چرخ‌های کربن کامپوزیت می‌توانند وزن هر خودرو را ۱۶ کیلوگرم کاهش دهند. روش دیگری که برای کاهش وزن خودرو استفاده می‌شود، جایگزین کردن صفحهی یکپارچه زیر خودرو با پنل قالب‌‌ریزی شده از جنس فایبرگلس است. تحقیقات نشان داده است که استفاده از پنلی متشکل از فلز و فایبرگلس به هم جوش داده شده در مناطق مهم که صندلی‌ها و جعبه‌های صلیبی شکل (برای تقویت مقاومت پنل زیرین) قرار گرفته‌ باشد،‌ برتری‌های زیادی را برای خودرو به دنبال دارد؛ از جمله کاهش تعداد قطعات، وزن کمتر و سازگاری بیشتر با روش‌های مونتاژ قطعات. همچنین برای کاهش وزن بیشتر می‌توان از فایبر‌کربن به جای فایبرگلس استفاده کرد.

جنرال موتورز

به طور خلاصه باید گفت که بنا به ادعای جنرال‌موتورز، با استفاده از روش‌های کاهش وزن در ۷ خودرو جدید این شرکت، سالانه منجر به مصرف ۱۵ میلیون گالن بنزین کمتر می‌شود و در نتیجه ۱۵۰ هزار تن دی‌اکسیدکربن کمتری نیز به جو زمین وارد می‌شود. این خودرو‌ها عبارتند از: بیوک لاکراس، کادیلاک XT5، خودروهای کامارو، کروز، مالیبو و ولت از برند شورلت و GMC Acadia (آکِدیا).

حال لیستی که در ابتدای مقاله بیان شد را به یاد بیاورید. لیستی که بهترین شرکت‌ها را از دیدگاه پایین بودن وزن خودرو، و در عین حال کیفیت و کاربری بالا، را در خود جای داده باشد.با وجود این حجم بزرگ تحقیقات و استفاده از تجهیزات پیشرفته، به زودی نام جنرال‌موتورز را در کنار شرکت‌های فراری و لامبورگینی و در بالای این لیست خواهیم دید.

منبع caranddriver

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده